- •Разработка программной и аппаратной поддержки к методическим указаниям «программирование микроконтроллеров»
- •Реферат
- •Введение
- •1. Основы архитектуры микроконтроллеров
- •1.1. Основные типы микроконтроллеров и их архитектура
- •Система команд.
- •Типы памяти мк.
- •1.2. Аппаратные средства
- •1.2.1. Запуск микроконтроллера
- •Сброс в начальное состояние.
- •1.2.2. Тактирование и командные циклы
- •1.2.3. Программный счетчик и алу
- •1.2.4. Подпрограммы и функции
- •Прерывания.
- •Таймеры.
- •1.2.5. Ввод/вывод данных
- •Аналоговый компаратор.
- •Программирование устройств.
- •Безопасность памяти программ.
- •1.3. Инструментальные и программные средства разработки и отладки
- •Симуляторы
- •000000000:00
- •Интегрированные среды разработки
- •Язык Ассемблера.
- •Языки программирования высокого уровня.
- •1.4. Основные типы интерфейсов мк.
- •1.4.1. Подключение переключателей и подавление «звона» контактов.
- •1.4.2. Световая индикация.
- •Семи сегментный индикатор.
- •1.4.3. Ввод с матричной клавиатуры.
- •2. Особенности построения и функционирования микроконтроллеров фирмы atmel семейства avr
- •2.1. Архитектура микропроцессорного ядра avr-микроконтроллеров
- •Программная модель avr и система команд.
- •Адресация регистров ввода/вывода и памяти sram.
- •Программный счетчик и стек
- •Регистр состояния.
- •Прерывания.
- •2.2. Аппаратные средства avr. Системный тактовый генератор.
- •Таймеры.
- •Сторожевой таймер.
- •Устройство внешнего вывода.
- •Аналоговый ввод/вывод.
- •Конфигурирование мк
- •Память данных eeprom.
- •Подключение питания и запуск.
- •Программирование в системе.
- •2.3. Система команд микроконтроллера avr
- •Способы адресации данных
- •Команды пересылки данных.
- •Команды арифметических и логических операций.
- •Команды ветвления
- •Битовые команды и команды тестирования битов.
- •3. Программное и инструментальное обеспечение процесса программирования микроконтроллеров
- •3.1. Написание и отладка программного кода с помощью avr Studio
- •3.1.1. Обзор avr Studio
- •3.1.2. Создание нового проекта
- •3.1.3. Исполнение программного кода
- •3.2. Анализ методики реализации разработки программного обеспечения
- •3.2.1. Классификация вариантов заданий
- •Варианты заданий
- •Основные принципы выполнения заданий.
- •3.2.2. Рассмотрение типовых примеров
- •3.3. Описание макета программатора.
- •Заключение
- •Библиографический список использованных источников
- •Приложение 1Инструкции процессоров avr.
- •Приложение 2. Таблица регистров микроконтроллера at90s1200
- •Приложение 3. Программа для измерителя звуковой частоты
- •Приложение 4. Программа для устройства «кодовый замок»
- •Приложение 5. Основные характеристики микроконтроллеров avr
Заключение
Разработанные методические указания содержат описания программного обеспечения и аппаратных средств реализации набора примеров заданий, предназначенных для изучения как непосредственной архитектуры МК, так и для выработки конкретных навыков программирования.
Проведен анализ архитектуры современных микроконтроллеров. Уделено внимание систематизации аппаратных средств и общим вопросом методам отладки разрабатываемых программ.
Особое внимание уделено серийным МК фирмы ATMEL семейства AVR. Рассмотрены их особенности построения и функционирования. Анализ системы команд микроконтроллеров AVR и практические рекомендации работы в интегрированной среде разработки «AVR Studio» позволяет эффективно создавать и разрабатывать программы для AVR микроконтроллеров.
Представлен набор типовых примеров с наиболее распространенными задачами программирования МК. Предложены классификация и принципы выполнения заданий. Дано описание универсального макета программатора.
Изготовлен универсальный макет программатора, позволяющий проводить не только прошивку МК AVR четырех типов (AT90S1200, AT90S2313, AT90S4414, AT90S8515), но и управление проектируемыми внешними устройствами.
Реализован ряд задач по работе с памятью, по перекодировке, сложению и делению чисел, по работе с динамической индикацией и матричной клавиатурой. На основе этого смакетированы реальные устройства кодового замка на основе AT90S1200 и измерителя частоты в звуковом диапазоне на основе AT90S8515.
Предлагаемая на этой основе методика обучения программирования и применения МК позволяет ввести интересующихся в эту перспективную область.
Библиографический список использованных источников
Предко М. Руководство по микроконтроллерам. Том 1. / Пер. с англ. под ред. И. И. Шагурина и С. Б. Лужанского – М.: Постмаркет, 2001. – 416 с.
Предко М. Руководство по микроконтроллерам. Том 2. / Пер. с англ. под ред. И. И. Шагурина и С. Б. Лужанского – М.: Постмаркет, 2001. – 488 с.
Cady, Fredrick M. Microcontrollers and microcomputers: principles of software and hardware engineering. – New York – Oxford, Oxford University Press, 1997. – 252 p.
Вуд А. Микропроцессоры в вопросах и ответах. / Пер. с англ. под ред. Д. А. Поспелова. – М.: Энергоатомиздат. 1985. – 184 с.
Уильямс Г.Б. Отладка микропроцессорных систем: / Пер. с. англ. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 253с.
Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. – Спб.: БВХ – Санкт-Петербург, 2000. – 528 с.
Алексенко А.Г., Шагурин И.И. Микросхемотехника. – М.: Радио и связь, 1990. – 496 с.
Бродин Б.В., Шагурин И.И. Микроконтроллеры: Справочник. – М.: ЭКОМ, 1999. – 395 с.
Программируемые логические ИМС на КМОП-структурах и их применение. / П.П. Мальцев, Н.И. Гарбузов, А.П. Шарапов, А.А. Кнышев. – М.: Энергоатомиздат, 1998. – 158 с.
Соловьев В.В., Васильев А.Г. Программируемые логические интегральные схемы и их применение. – Мн.: Беларуская наука, 1998. – 270 с.
Bursky D. Embedded Logic and Memory Find a Home in FPGA. – Electronic Design, 1999, №14, pp. 43-56.
Chang D., Mazek-Sadowska M. Dynamically Reconfigable FPGA. – JEEE Transition on Computers, 1999, №6, pp. 565 – 578.
Bursky D. Advanced CPLD Architectures Challenge FPGA, Gas. – Electronic Design, 1998, №22, pp. 78 – 86.
Takai Y. a.o. 250 Mbytes Synchronous DRAM Using a 3-Stage-Pipeline Architecture. – JEEE. Journal of Solid-Stage Circuits. – 1994, v.29, №4, pp. 426 – 429.
Лаптев В. Цифровой измеритель температуры на базе AVR микроконтроллера и RC-цепочки. – Электронные компоненты, 2001. №2, с. 46 – 49.
http://www.atmel.ru/ - описание AVR микроконтроллеров, русскоязычный сайт.
http://www.dontronics.com/atmel.html - программные проекты по AVR.
http://www.gaw.ru/, http://www.cec-mc.ru - информация о МК фирмы ATMEL
http://trush.da.ru/, http://avr.da.ru/ - описание МК AT90S1200 фирмы Atmel
http://www.ln.com.ua/~real/avreal, http://www.chat.ru/~avreal: - AVReAl: программа прошивки At90sXXXX через LPT порт
http://trush.pp.ru/avr/ - полезные ссылки по AVR.